半固態(tài)高鉻鑄鐵組織及性能研究.pdf

1、金屬半固態(tài)成形技術(shù)是上世紀(jì)70年代開(kāi)始興起的一門新興的成形技術(shù)。隨著人們對(duì)半固態(tài)成形技術(shù)認(rèn)識(shí)的加深及對(duì)其成形規(guī)律的研究。半固態(tài)成形技術(shù)在輕金屬低熔點(diǎn)合金中得到了很好的商業(yè)應(yīng)用，然而對(duì)高熔點(diǎn)的鋼鐵材料半固態(tài)成形工藝的研究尚處于起步階段。本文以高熔點(diǎn)的高鉻鑄鐵為研究對(duì)象，采用電磁攪拌的方法制備了半固態(tài)高鉻鑄鐵坯料，研究了半固態(tài)成形制備的坯料和鑄態(tài)高鉻鑄鐵微觀組織、力學(xué)性能，探索出一種制備高性能半固態(tài)高鉻鑄鐵坯料的工方法，為高鉻鑄鐵半固態(tài)成形

2、技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)，加快半固態(tài)成形技術(shù)在高熔點(diǎn)材料領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用。
　　 試驗(yàn)中班攪拌時(shí)間和影響電磁攪拌程度主要因素的電壓作為處理工藝參數(shù)變量，采用對(duì)比試驗(yàn)的方法，分別設(shè)置了輸入電壓為160v、180v、200v，攪拌時(shí)間為75s、90s、120s，研究了工藝參數(shù)對(duì)高鉻鑄鐵組織性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：使用電磁攪拌制備高鉻鑄鐵半固態(tài)坯料組織是有效的，可行的；高鉻鑄鐵初生奧氏體由傳統(tǒng)鑄態(tài)下的粗大樹(shù)枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)樗N薇狀及

3、近球狀；平均等效直徑大幅度下降，平均等效直徑為49.9μm，最高下降幅度為67.6％，晶粒細(xì)化效果極其明顯，細(xì)化程度及分布都比較均勻；形狀因子也有了大幅度的提升，平均形狀因子為0.709，最大提高幅度為83.2％，晶粒趨于橢圓、近球狀；在同一輸入電壓下，初生奧氏體晶粒等效直徑隧著攪拌時(shí)間的增加在不斷減小，其形狀因子在不斷上升，當(dāng)攪拌時(shí)間達(dá)到某一數(shù)值后，其等效直徑和形狀因子趨于穩(wěn)定；在不同輸入電壓下，初生奧氏體的等效直徑隨著輸入電壓的升高

4、先降低而后略微上丹，形狀因子不斷的提升后略微下降，表明輸入電壓并非越高越好，當(dāng)其達(dá)到一定數(shù)值后，高鉻鑄鐵組織變化趨予穩(wěn)定，電磁攪拌對(duì)高鉻鑄鐵組織影響力下降；半同態(tài)高鉻鑄鐵試樣的力學(xué)性能也有了大幅度提高，同一輸入電壓下，半固態(tài)贏鉻鑄鐵試樣硬度隨攪拌時(shí)間先升后降，韌性變化小大，在同一攪拌時(shí)間下，半固態(tài)高鉻鑄鐵試樣也有類似的變化趨勢(shì)；磁場(chǎng)對(duì)高鉻鑄鐵凝固曲線有散熱、加熱兩個(gè)方面的影響，隨著輸入電壓的不同，返兩方面影響的主導(dǎo)地位不同，就得到不同的

5、凝固曲線。
　　 本文還研究了經(jīng)同一熱處理工藝處理后組織性能。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)電磁攪拌處理后試樣的組織其殘余奧氏體及馬氏體組織更為明顯，其中馬氏體較為細(xì)小，二次碳化物分布彌散；材料性能有較大提高，未經(jīng)熱處理的半固態(tài)高鉻鑄鐵試樣較常規(guī)鑄造試樣及其熱處理后的性能都有提高。因此，在同等條件下，獲得同樣性能的高鉻鑄鐵試樣，半固態(tài)成形方法可以省去熱處理工藝，減少工業(yè)生產(chǎn)中的工序和生產(chǎn)成本，有很大的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
　　 在本試驗(yàn)中，確